第4章 三相电路.pptx
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1、 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1201200 0的正弦电动势作为供电电源的电路。的正弦电动势作为供电电源的电路。一、三相电路的优点 (1 1)发电方面:比单相电源可提高功率)发电方面:比单相电源可提高功率5050;(2 2)输电方面:比单相输电节省钢材)输电方面:比单相输电节省钢材2525;(3 3)配电方面:三相变压器比单相变压器经济且便于接)配电方面:三相变压器比单相变压器经济且便于接 入负载;入负载;(4 4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便等优点。护方便
2、等优点。以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。是目前电力系统采用的主要供电方式。4.1 三相交流电源三相交流电源4.1 4.1 三相交流电源三相交流电源第1页/共67页 研究三相电路要注意其特殊性,即:研究三相电路要注意其特殊性,即:(1 1)特殊的电源)特殊的电源(2 2)特殊的负载)特殊的负载(3 3)特殊的连接)特殊的连接(4 4)特殊的求解方式)特殊的求解方式 三相电路实质上是复杂正弦电流电路,因此,正弦交流电流电路的分析方法完全适用于三相电路。研究三相电路,是由于它是正弦交流电路的一种特殊类型。4.1
3、 三相交流电源三相交流电源第2页/共67页NSI AZBXCY二、对称三相电源的产生通通常常由由三三相相同同步步发发电电机机产产生生,三三相相绕绕组组在在空空间间互互差差120120,当当转转子子以以均均匀匀角角速速度度 转转动动时时,在在三三相相绕绕组组中中产产生生感感应应电电压压,从从而而形形成成对对称三相电源。称三相电源。三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图4.1 三相交流电源三相交流电源第3页/共67页1 1、瞬时值表达式、瞬时值表达式A+XuAB+YuBC+ZuC2 2、波形图、波形图A、B、C 三端称为始端,三端称为始端,X、Y、Z 三端称为末端。三端称为末端。t uAuBuu
4、CO三相电压频率、三相电压频率、大小相等大小相等,初相位初相位互差互差120。4.1 三相交流电源三相交流电源第4页/共67页3 3、相量表示、相量表示1201201204 4、对称三相电源的特点、对称三相电源的特点4.1 三相交流电源三相交流电源第5页/共67页正序正序(顺序顺序):ABCA负序(逆序):ACBA相序的实际意义相序的实际意义:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。如果不加说明,一般都认为是正相序。如果不加说明,一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转5 5、对称三相电源的相序、对称三相电源的相序三相电源中各相电源
5、经过同一值三相电源中各相电源经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序的先后顺序.ABCACB应用中可以任意应用中可以任意交换两相的位置交换两相的位置实现电机反转实现电机反转.4.1 三相交流电源三相交流电源第6页/共67页4.2 对称三相电路的联接把三个绕组的末端把三个绕组的末端 X,Y,Z 接在一起,把始端接在一起,把始端 A,B,C 引出来。引出来。+ANX+BY+CZ X,Y,Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三联接对称三相电源的相电源的中性点中性点,用,用N表示。表示。一、星形联接一、星形联接(Y联接联接)4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接A+X+BCYZABCN
6、第7页/共67页二、三角形联接二、三角形联接(联联接接)+AXBYCZ+A+X+BCYZABC三角形联接的对称三相电源没有中性点三角形联接的对称三相电源没有中性点。三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相接。AZBXCY4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第8页/共67页名词介绍:名词介绍:(1)(1)端线端线(火线火线):始端:始端A,B,C A,B,C 三端引出线。三端引出线。(2)中线:中性点N引出线,连接无中线。(3)(3)三相三线制与三相四线制三相三线制与三相四线制;(5)相电压:每相电源的电压。(6)(6)线电压线电压:端线与端线之间的电压:端线与端线之间的电压。(4)
7、公共点(N):中点、零点;(7)(7)相电流相电流:电源:电源(或负载或负载)元件上流过的电流;元件上流过的电流;(8)(8)线电流线电流:端子上流过的电流;:端子上流过的电流;(9)(9)一般,相电压(电流)有效值表示为一般,相电压(电流)有效值表示为Up、Ip,线电压(电流)有效值表示为线电压(电流)有效值表示为Ul、Il4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第9页/共67页三、三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。ABC
8、NZAZCZBABCZBCZCAZAB星形联接星形联接三角形联接三角形联接称三相对称负载。称三相对称负载。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第10页/共67页负载的相电压负载的相电压UP:每相负载上的电压:每相负载上的电压。线电流线电流Il:流过端线的电流:流过端线的电流。相电流相电流IP:流过每相负载的电流:流过每相负载的电流。ABCNZAZCZBABCZBCZCAZAB负载的线电压负载的线电压Ul:负载端线间的电压:负载端线间的电压。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第11页/共67页四、三相电路四、三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所三相电路就是由
9、对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路。当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第12页/共67页+AN+B+CZZZN三相四线制三相四线制YY+AN+B+CZZZNYY三相三线制三相三线制4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第13页/共67页 连接方式无三相四线制。连接方式无三相四线制。+ABCZZZY4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第14页/共67页YA+
10、X+BCYZABCZZZA+X+BCYZABCZZZ4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第15页/共67页1、Y联接联接五、电压电流关系A+X+BCYZABCN4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第16页/共67页利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:线电压对称线电压对称(大小相等,大小相等,相位互差相位互差120120o o)一般表示为:一般表示为:30o30o30o4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第17页/共67页对对Y Y接法的接法的对称三相电源对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应”:对应相电压用线电压的:对应相电压用
11、线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1)相电压对称,则线电压也对称。(3)线电压相位领先对应相电压30o。结论结论4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第18页/共67页2 2、联联接接即线电压等于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。A+X+BCYZABC 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。型负载和三角型负载。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第19页/共67页关于关于 联联接电源需要强调一点:接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。始端末端要依次相连。正确接法错误接法:C相错误.I=0,
12、联联接电源接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意I 0,接电源接电源中会产生环流。中会产生环流。将引起绕组过流。将引起绕组过流。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第20页/共67页 当当将将一一组组三三相相电电源源连连成成三三角角形形时时,应应先先不不完完全全闭闭合合,留留下下一一个个开开口口,在在开开口口处处接接上上一一个个交交流流电电压压表表,测测量量回回路路中中总总的的电电压压是是否否为为零零。如如果果电电压压为为零零,说说明明连连接接正正确,然后再把开口处接在一起。确,然后再把开口处接在一起。VV V型型接接法法的的电电源源:若若将将 接接的的三三相相电电源源去去掉掉
13、一一相相,则则线线电电压压仍为对称三相电源。仍为对称三相电源。+ABCABC+4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第21页/共67页3 3、相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系ABCNZZZ星型联接时,线电流等于相电流。星型联接时,线电流等于相电流。结论结论:A+X+BCYZABCN4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第22页/共67页ABCZZZABCZ/3Z/3Z/3N结论结论:(2)线电流相位滞后对应相电流30o。联接的对称电路:联接的对称电路:4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第23页/共67页归纳归纳:(2)线电流相位滞后对应相电流30o;联接联接的对称
14、电路:的对称电路:(2)线电压相位领先对应相电压30o;Y联接联接的对称电路:的对称电路:(3)线电压等于对应的相电压。线电压等于对应的相电压。(3)线电流等于对应的相电流。线电流等于对应的相电流。4.2 对称对称三相电路的联接三相电路的联接第24页/共67页4.3 4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析对称三相电路的分析对称三相电路的分析 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一特殊的计算方法。而可以引入一特殊的计算方法。一、YY联接(三相三线制)+_+_+NnZZZABCabc4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的
15、分析第25页/共67页以以N N点为参考点,对点为参考点,对n n点列写节点方程:点列写节点方程:+_+_+NnZZZABCabc4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第26页/共67页负载侧相电压:负载侧相电压:因因N N,n n两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为这样便可将三相电路的计算化为单单相电路的计算。相电路的计算。A相计算电路相计算电路+ANnaZ也为对称电压+_+_+NnZZZABCabc4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第27页/共67页计算电流:计算电流:为对称电流4.3 对称三相电路的分
16、析对称三相电路的分析第28页/共67页2.2.中线电流为零中线电流为零;有无中线对电路没有影响有无中线对电路没有影响;没有中线没有中线(Y(YY Y接,接,三相三线制三相三线制),可加中线,可加中线 中线有阻抗时可短路掉中线有阻抗时可短路掉3.3.对对称称情情况况下下,各各相相电电压压、电电流流都都是是对对称称的的。只只要要算算出出一一相相的的电电压压、电电流流,则则其其它它两两相相的的电电压压、电电流流可可按按对对称关系直接写出称关系直接写出;1.UnN=0,电源中点与负载中点等电位;对称三相电路(Y-Y)4.各相的计算具有独立性,该相电流只决定于这一相 的电压与阻抗,与其它两相无关;5.可
17、以画出单独一相的计算电路,对称三相电路的计 算可以归结为单独一相的计算。6.6.其相、线电压、电流的关系为:其相、线电压、电流的关系为:结论结论:4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第29页/共67页二、Y联接+_+_+NZZZABCabc思路思路:由相电压由相电压线电压线电压相电流相电流线电流线电流解法一解法一确定各相电流和线电流确定各相电流和线电流.由相电压由相电压线电压线电压:4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第30页/共67页30o30o30o30o 线电压线电压相电流相电流:相电流相电流线电流线电流:4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第31页/共67页(1
18、)(1)负载上相电压与线电压相等,且对称;负载上相电压与线电压相等,且对称;(2)线线电电流流与与相相电电流流也也是是对对称称的的。线线电电流流大大小小是是相相电电 流的流的 倍,相位落后相应相电流倍,相位落后相应相电流30。故上述电路也可只计算一相,根据对称性即可得到故上述电路也可只计算一相,根据对称性即可得到其余两相结果。其余两相结果。Z/3结论结论解法二解法二:Y变换变换+_+_+NABCabZZZc cn4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第32页/共67页+ANnaZ/3可利用确定其他相的电流电压。可利用确定其他相的电流电压。4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第33
19、页/共67页三、电源为联接时的对称三相电路计算 将将 接电源用接电源用Y接电接电源替代,保证其线电压相源替代,保证其线电压相等,再根据上述等,再根据上述YY,Y 接方法计算。接方法计算。+ABC+NABCN4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第34页/共67页例例b+_ACBZZlZlZlZZac+ANnaZ/3Zl求线电流。求线电流。解解4.3 对称三相电路的分析对称三相电路的分析第35页/共67页(1)(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路接电路;(2)(2)连接各负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计;连接各负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计
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